污水處理被廣泛應(yīng)用于建筑、農(nóng)業(yè)，交通、能源、石化、環(huán)保、城市景觀、醫(yī)療、餐飲等各個(gè)領(lǐng)域，也越來越多地走進(jìn)尋常百姓的日常生活。本文是一篇核心期刊發(fā)表論文范文，主要論述了煤化工行業(yè)污水AO工藝污泥負(fù)荷計(jì)算方法優(yōu)化。

 　　[摘 要]通過進(jìn)行活性污泥負(fù)荷計(jì)算，技術(shù)人員結(jié)合微生物鏡檢情況對(duì)污水負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整。這個(gè)方法可以保證活性污泥微生物保持良好的生存狀態(tài)。當(dāng)微生物受沖擊狀態(tài)下，技術(shù)人員能夠及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。由于AO工藝屬于脫氮除磷工藝，傳統(tǒng)活性污泥污泥負(fù)荷的計(jì)算無法完全符合工藝生產(chǎn)要求。因此，本文對(duì)原有污泥負(fù)荷計(jì)算方法進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)合不同污泥負(fù)荷下出現(xiàn)的微生物，達(dá)到優(yōu)化生產(chǎn)的目的。

　　[關(guān)鍵詞]污泥負(fù)荷,微生物鏡檢

　　1.引言

　　1.1 神華煤化工污水裝置AO工藝的介紹

　　污水處理裝置接納的污水包括甲醇裝置、烯烴分離裝置、其它裝置初級(jí)雨水池、集水池生活污水。污水裝置設(shè)計(jì)處理量400 m3/h，進(jìn)水COD 700～1000mg/L，氨氮 180～230mg/L，PH 6～9。出水COD≤60mg/L，氨氮≤1.5mg/L，PH 6～9mg/L，出水全部符合國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。裝置采用“預(yù)處理+A/O(前置反硝化)+曝氣生物濾池(BAF)”處理工藝，附屬裝置有污泥處理和加藥系統(tǒng)，處理后的污水直接進(jìn)入回用水裝置。

　　1.2 AO工藝的工作原理

　　生物脫氮是在微生物的作用下，將有機(jī)氮和氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為N2和NxO氣體的過程。其中包括硝化和反硝化兩個(gè)反應(yīng)過程。

　　污水裝置采用“硝化-反硝化”為核心的A/O法生物脫氮處理工藝，將反硝化前置。A/O法生物去除氨氮原理是充氧的條件下(O段)，污水中的氨氮被硝化菌硝化為硝態(tài)氮，大量硝態(tài)氮回流至A段，在缺氧的條件下，通過兼性厭氧反硝化菌作用，以污水中有機(jī)物作為電子供體，硝態(tài)氮作為電子受體，使硝態(tài)氮被還原為無污染的氮?dú)庖萑氪髿猓瑥亩�達(dá)到最終脫氮的目的。

　　硝化反應(yīng)：NH4++2O2NO3-+2H++H2O

　　反硝化反應(yīng)：6NO3-+5CH3OH5CO2↑+7H2O+6OH-+3N2↑

　　1.3 微生物鏡檢的意義

　　微生物在污水處理廠生化系統(tǒng)調(diào)試、后期穩(wěn)定運(yùn)行和工藝調(diào)整過程中，起著很重要的指示作用，通過鏡檢活性污泥中的微生物狀況，可以獲得該活性污泥的相關(guān)性狀信息，對(duì)生產(chǎn)起到一定的指導(dǎo)作用[1]。因此，觀察活性污泥微生物的生物相況可以直接了解到，活性污泥處理污水的運(yùn)行情況。同時(shí)，根據(jù)觀察到的微生物，對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)控。本文本將傳統(tǒng)微生物污泥負(fù)荷的計(jì)算理論與顯微鏡觀察到的微生物出現(xiàn)的環(huán)境相比對(duì)，對(duì)傳統(tǒng)AO工藝污泥負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化，通過改進(jìn)后的污泥負(fù)荷計(jì)算，調(diào)整污水處理工藝運(yùn)行。

　　2.污泥負(fù)荷

　　2.1 污泥負(fù)荷的概念

　　污泥負(fù)荷是指單位質(zhì)量的活性污泥在單位時(shí)間內(nèi)所去除的污染物的量。污泥負(fù)荷在微生物代謝方面的含義就是F/M比值，單位kgCOD(BOD)/(kg污泥.d)。我們可以暫時(shí)把微生物比作“村民”，BOD比作“食物”[2](表1)。

　　由此，可以知道控制微生物的數(shù)量不是人為的，而是確定于來水BOD的數(shù)量。因此，能夠準(zhǔn)確掌握污泥負(fù)荷的計(jì)算，對(duì)生產(chǎn)調(diào)節(jié)起到?jīng)Q定性的作用。

　　2.2 傳統(tǒng)污泥負(fù)荷的計(jì)算和存在問題

　　污泥負(fù)荷(F/M)實(shí)際應(yīng)用中是以BOD-污泥負(fù)荷率(Ns)來表示的即：

　　Ns=(QLa+CH3OH)/(XV)(kgBOD5/kgMLSS・d)

　　式中：Q-污水流量(m3/d)

　　V-曝氣容積(m3)

　　X-混合液懸浮固體(MLSS)濃度(mg/L)

　　La-去除有機(jī)物(BOD)濃度(mg/L)

　　CH3OH-甲醇投加量(kg/d)

　　但實(shí)際運(yùn)行生產(chǎn)中，AO工藝消耗來水有機(jī)物分為兩種生物反應(yīng)：1、微生物的合成消耗有機(jī)物2、微生物進(jìn)行反硝化反應(yīng)消耗有機(jī)物。單純使用以上污泥負(fù)荷的計(jì)算公式會(huì)忽略掉微生物反硝化反應(yīng)所消耗的有機(jī)物，而反硝化反應(yīng)所消耗的有機(jī)物是不參與微生物合成的。

　　因此，在AO工藝中使用以上計(jì)算公式可能會(huì)造成計(jì)算數(shù)值誤差較大，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)參考性較差。

　　2.3 優(yōu)化后的AO工藝污泥負(fù)荷計(jì)算方法

　　為避免將A池反硝化所消耗的BOD計(jì)算在內(nèi)，因此可以通過進(jìn)出O池的污染物濃度的去除量來計(jì)算微生物合成所需BOD總量。由于需進(jìn)行污泥回流和硝化液回流，因此在可在O池前后比做動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，使用A池至O池回流污水COD的濃度進(jìn)行計(jì)算。由于A池消耗較多的BOD，為了提供O池微生物的合成，因此選擇在O池內(nèi)投加甲醇維持系統(tǒng)內(nèi)微生物活性(圖1)。

　　優(yōu)化后的計(jì)算方法如下：

　　Ns=[(Q1+Q2+Q3)La+CH3OH]/(XV)(kgBOD5/kgMLSS・d)

　　式中：Q1-調(diào)節(jié)池進(jìn)水流量(m3/d)

　　Q2-硝化液回流流量(m3/d)

　　Q3-污泥回流流量(m3/d)

　　V-曝氣容積(m3)

　　X-混合液懸浮固體(MLSS)濃度(mg/L)

　　CH3OH-甲醇投加量(kg/d)

　　La-去除有機(jī)物(BOD)濃度(mg/L)

　　2.4 污泥負(fù)荷計(jì)算方法對(duì)比和修正

　　選取一段時(shí)間的污泥負(fù)荷計(jì)算對(duì)比如(表2)：

　　通過以圖2、3表可以發(fā)現(xiàn)，在脫氮除磷工藝中，傳統(tǒng)污泥負(fù)荷的計(jì)算方法會(huì)較優(yōu)化后的污泥負(fù)荷計(jì)算方法偏高。通過鏡檢微生物對(duì)照可以發(fā)現(xiàn)，正常污泥負(fù)荷在0.1～0.2(kgBOD5/kgMLSS・d應(yīng)該出現(xiàn)的微生物(生化系統(tǒng)運(yùn)行正常)，如：鐘蟲、�J纖蟲、累枝蟲、吸管蟲等微生物并沒有出現(xiàn)，取而代之的是較多低負(fù)荷0.05BOD5/kgMLSS・d以下的微生物，如表殼蟲、磷殼蟲、輪蟲。優(yōu)化計(jì)算后，在污泥負(fù)荷在0.07BOD5/kgMLSS・d的時(shí)候，出現(xiàn)了由低負(fù)荷微生物菌群至正常污泥負(fù)荷的過渡，微生物菌群主要以表殼蟲、磷殼蟲、輪蟲為主，同時(shí)出現(xiàn)了少量的鐘蟲。 　　優(yōu)化計(jì)算后的活性污泥微生物，通過鏡檢微生物對(duì)照較傳統(tǒng)計(jì)算方法的污泥負(fù)荷更為接近。主要原因是：傳統(tǒng)計(jì)算方法并未考慮系統(tǒng)在A池進(jìn)行的反硝化反應(yīng)，因此計(jì)算后的污泥負(fù)荷會(huì)較實(shí)際值會(huì)有所增加，優(yōu)化后的計(jì)算方法排除了反硝化在系統(tǒng)內(nèi)的影響作用，計(jì)算后的結(jié)果更符合微生物實(shí)際生長(zhǎng)狀態(tài)。

　　2.5 污泥負(fù)荷主要影響指標(biāo)

　　通過優(yōu)化后的污泥負(fù)荷計(jì)算方法，更加符合微生物生長(zhǎng)的規(guī)律。系統(tǒng)由A池至O池正常運(yùn)行下，始終處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，通過污泥回流和硝化液回流，O池末端BOD基本消耗殆盡。因此，通過計(jì)算O池前后端消耗的BOD濃度，可以更加準(zhǔn)確計(jì)算出污泥的生長(zhǎng)負(fù)荷。通過以上曲線可以看出，A池至O池的BOD曲線與計(jì)算后的污泥負(fù)荷趨勢(shì)基本一致。

　　加大甲醇投加量，污泥負(fù)荷走勢(shì)會(huì)發(fā)生變化。1、少量或不投加甲醇作為碳源的情況下，污泥負(fù)荷走勢(shì)會(huì)主要決定于進(jìn)入O池的BOD濃度。2、如甲醇作為污泥的主要碳源，如系統(tǒng)停工檢修無上游來水的情況下，通過優(yōu)化后的公式Ns=[(Q1+Q2+Q3)La+CH3OH]/(XV)(kgBOD5/kgMLSS・d)，當(dāng)甲醇投加作為O池的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來講，污泥負(fù)荷曲線主要決定于甲醇的投加量。

　　3.結(jié)論

　　本文通過運(yùn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證與微生物鏡檢相結(jié)合的方法，找出了傳統(tǒng)微生物污泥負(fù)荷的方法針對(duì)污水處理AO工藝的不足。傳統(tǒng)活性污泥計(jì)算法由整體出發(fā)進(jìn)行運(yùn)算，沒有將活性污泥正常生長(zhǎng)所需的BOD消耗與AO池反硝化反應(yīng)BOD消耗分開，但實(shí)際運(yùn)行微生物進(jìn)行反硝化反應(yīng)時(shí)不參與活性污泥生長(zhǎng)的，因此傳統(tǒng)AO工藝污泥負(fù)荷的算法會(huì)有所偏高。通過將污泥負(fù)荷計(jì)算方法進(jìn)行改進(jìn)，得出了更加合理的運(yùn)算方式，并通過微生物鏡檢得到了驗(yàn)證。

　　4.指導(dǎo)意義

　　通過使用新的活性污泥負(fù)荷計(jì)算方法，能夠在污水處理實(shí)際運(yùn)行中更深入的分析生產(chǎn)的運(yùn)行狀況。生產(chǎn)中有很多情況下，理論與實(shí)際運(yùn)行無法很好的結(jié)合。通過進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和微生物鏡檢對(duì)比，可以找出理論和實(shí)際運(yùn)行的契合點(diǎn)。使用了新的計(jì)算方法對(duì)活性污泥的污泥培養(yǎng)馴化會(huì)起到重要的作用，尤其針對(duì)AO工藝污泥培養(yǎng)馴化中出現(xiàn)的一些問題，更能得到有效的解決。通過合理的控制微生物污泥負(fù)荷，能夠更加優(yōu)化生產(chǎn)操作，對(duì)污水處理裝置的運(yùn)行有著較大的意義。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 張建豐.活性污泥工藝控制[M].中國電力出版社.2011-6-1.

　　[2] 黃小蘭，陳建耀，微生物應(yīng)用于污水污泥處理的研究.2010.

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